Curso de Mapas (3)

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Curso de Mapas (3)
« en: Lunes 22 Septiembre 2003 21:52:20 pm »
MAPAS DE SUPERFICIE: LA PRESION AL NIVEL DEL MAR



Aqu tenemos un mapa de superficie puro y duro, slo hay isobaras. Corresponde a una prediccin a 48 horas del modelo HIRLAM vlida para hoy, lunes 22 de septiembre a las 12 UTC. En otros mapas de superficie se incluyen tambin elementos como viento, frentes etc. pero aqu la nica variable representada es la presin reducida a nivel del mar mediante isobaras de cuatro en cuatro hPa etiquetadas en azul. Tambin hay unos cuantos valores de presin en rojo y verde correspondientes respectivamente a mnimos y mximos locales de la misma variable que se alcanzan en algunas zonas del mapa.

La presin atmosfrica, es decir el peso de la columna de aire atmosfrico  por unidad de superficie, es una variable fundamental en meteorologa y desde la invencin del barmetro en el siglo XVI se conoce su estrecha relacin con los cambios del tiempo. Pero la presin disminuye rpidamente con la altura; cerca del nivel del mar lo hace a razn de un milibar por cada 8 metros de altitud, una tasa muchsimo mayor que su variacin horizontal normal. Como los observatorios meteorolgicos estn situados a muy diferentes altitudes, para poder comparar sus medidas es necesario usar una referencia comn. Las lecturas de los barmetros situados a altitudes superiores se reducen al nivel del mar aadiendo, mediante frmulas apropiadas, la presin adicional que ejercera una columna de aire ficticia que se extendiese en vertical desde el barmetro hasta la altitud cero del ocano y para hacer ms precisa la comparacin en el clculo se tiene en cuenta la temperatura reinante.

Con las medidas de  presin reducida al nivel del mar pueden construirse mapas de su distribucin mediante isobaras. Durante mucho tiempo estos fueron los mapas usados fundamentalmente por los meteorlogos y durante bastante tiempo despus, prcticamente hasta el desarrollo de Internet, los nicos que llegaban al pblico. El hecho de que para describir o predecir el estado del tiempo es necesario conocer la distribucin de otras variables tanto en superficie como en niveles superiores, no resta importancia al mapa de presin en superficie. En el caso de que nos obligasen a disponer de un solo tipo de mapa meteorolgico para informar del estado del tiempo, constituira sin duda la mejor eleccin.

Aqu esta de nuevo el mismo mapa  con algunas estructuras tpicas de la distribucin de presin sealadas:



Sobre el Atlntico tenemos una depresin marcada en su centro con la letra B (Baja)  donde se seala una presin de 1005 hPa. Encima y a su derecha hay un anticicln en una posicin oblicua Noroeste-Sureste que no es la ms familiar. En su centro la presin es de 1029 hPa (letra A de Alta). No todas las isobaras estn etiquetadas, pero teniendo en cuenta que van de 4 en 4 hPa puede deducirse que la isobara ms interior en la depresin es la de 1008 hPa y en el anticicln la de 1028,  o que por ejemplo la que cruza sobre Espaa de oeste a sur es la de 1020. Antes de seguir conviene recordar las letras conque suelen marcarse las depresiones y anticiclones para otros idiomas:

Francs: B (Baisse) y H (Haute) - Ingls: L (Low) y H (High) - Alemn: T  y H

Ms al Este del anticicln las isobaras describen una curvatura brusca a travs de un eje que va desde Galicia hasta el mar del Norte marcado con una lnea roja. Las isobaras internas tienen valores cada vez ms bajos, pero la estructura no es cerrada. Se trata de una Vaguada o Surco. En cambio al sur de la pennsula Ibrica el anticicln se prolonga hacia el este sobre el norte de frica en una especie de cua segn un eje aproximado que he marcado con la lnea quebrada en azul. Se trata de una Dorsal o Loma anticiclnica. Sobre Marruecos existe incluso un pequeo anticicln de 1025 hPa, imbuido en la dorsal.

Adems de las depresiones y anticiclones las vaguadas y dorsales son estructuras importantes de los mapas de superficie y ya veremos que son las dominantes en los mapas de altura. Finalmente, he marcado con la letra C un punto justo al este de la dorsal situado entre dos sistemas de altas presiones, la dorsal al Oeste y el pequeo anticicln mediterrneo al Este y dos sistemas de bajas presiones, la vaguada al Norte y bajas relativas en el interior de Africa al Sur. Esos puntos entre dos sistemas de altas presiones y dos de bajas se llaman Collados.

Otra importante informacin que ofrecen las isobaras es la mayor o menor magnitud conque vara la presin en sentido horizontal. Si las isobaras estn muy cerca unas de otras, como sucede en la parte norte de la depresin atlntica o sobre Irlanda e Inglaterra, esa variacin es intensa y se dice que el Gradiente de presin es alto. En cambio en la mitad sur de la depresin el Gradiente es ms bajo y todava es ms reducido sobre la pennsula Ibrica. Al oeste de las islas Canarias la distancia entre las isobaras es muy grande y la variacin de presin por tanto es mnima, constituyendo lo que suele llamarse un pantano baromtrico.


LAS ISOBARAS Y EL VIENTO

Un mapa de presin en superficie proporciona a primera vista una idea de la circulacin atmosfrica en niveles bajos, sobre todo en latitudes superiores a los 30 Norte o Sur. Las dos fuerzas bsicas que determinan la circulacin del aire sobre la Tierra son la variacin de la presin (el Gradiente) y la propia rotacin terrestre que produce la llamada aceleracin de Coriolis y con ello una fuerza que desva el movimiento del aire hacia la derecha en el hemisferio Norte y hacia la izquierda en el Sur. Bajo la hiptesis de que ambos factores, la fuerza del Gradiente de Presin y la fuerza de Coriolis, se equilibran, se calcula una aproximacin terica para la circulacin llamada Viento Geostrfico (el termino alude a la rotacin de la tierra).

Las isobaras identifican la circulacin del viento Geostrfico de acuerdo a la regla de Buyss Ballot: El Viento Geostrfico circula paralelo a las isobaras dejando a su derecha las altas presiones en el hemisferio Norte (en el hemisferio Sur a la izquierda). En la parte superior de nuestro mapa la circulacin del viento Geostrfico sera como indican las flechas:



La regla de Buyss Ballot implica que en el hemisferio Norte, el viento Geostrfico circula en sentido contrario de las agujas del reloj alrededor de las depresiones y en el sentido del reloj alrededor de los anticiclones (en el hemisferio Sur sucede al revs).

La cuestin inmediata es conocer cual es la relacin entre el  viento Geostrfico, as calculado, y el viento real  reinante en una situacin como la descrita por el mapa. Para ello debemos tener en cuenta lo siguiente:

1) La aceleracin de Coriolis es nula en el Ecuador y va aumentando gradualmente hacia los polos donde es mxima. En latitudes cercanas al Ecuador, digamos hasta 20 o 30 grados, la fuerza de Coriolis es dbil y los vientos no se ajustan a la hiptesis geostrfica.

2) Existen otras fuerzas y factores determinantes. En las capas cercanas a la superficie el ms importante es la friccin o rozamiento del viento. En niveles altos (por encima de unos 1000 metros sobre el suelo) el viento Geostrfico se aproxima bastante al real, pero por debajo el rozamiento desva el viento en direccin hacia las bajas presiones de forma que no sopla paralelo a las isobaras sino formando un ngulo con estas que puede llegar a unos 40 grados en superficie sobre terreno rugoso. Sobre el mar est en torno a 15-20 grados. Con el rozamiento la circulacin del viento en nuestro mapa pasara a ser ms o menos la siguiente:  



En el norte de Espaa por ejemplo, la direccin del viento Geostrfico era del Oeste-Noroeste pero el rozamiento lo gira a una direccin ms bien del Suroeste. Es interesante observar que en la depresin atlntica el rozamiento hace que el viento converja hacia el centro, formando una especie de espiral (el aire entra en la depresin). Por el contrario, en el anticicln hay divergencia, el aire se escapa de la zona anticiclnica. Cerca del suelo la friccin del viento con la superficie hace que las reas de bajas presiones sean zonas de convergencia y las de altas presiones de divergencia. Este hecho tiene una importancia fundamental sobre el tiempo atmosfrico, volveremos sobre ello el prximo da.  


EL VIENTO REAL EN SUPERFICIE

Y ahora volvamos a la cuestin interesante de saber si teniendo en cuenta el rozamiento, las isobaras nos proporcionan ya una medida ajustada de la direccin del viento y tambin de su velocidad en superficie. En mar abierto la respuesta es afirmativa, con bastante aproximacin, pero sobre los continentes  existen numerosos accidentes geogrficos e influencias trmicas de escala ms pequea que  modifican el viento a gran escala sealado por las isobaras (escala sinptica suele llamarse)  Todo depende un poco de la intensidad de ese viento general. Si es suficientemente fuerte  puede imponerse a las influencias de menor escala. Ahora veremos como el mapa de superficie tambin ofrece una evaluacin de la velocidad del viento general. Hay que tener en cuenta los siguientes factores, especialmente el primero:

1) La velocidad del viento es directamente proporcional al Gradiente de Presin y por tanto ms fuerte cuanto ms juntas estn las isobaras

2) Para un mismo gradiente de presin es inversamente proporcional a la latitud, es decir ms fuerte cuanto ms alejados estemos de los polos

3) Para igualdad de los factores anteriores es ms fuerte cuando las isobaras se curvan alrededor de altas presiones (curvatura anticiclnica) que cuando rodean zonas de bajas presiones (curvatura ciclnica). Este efecto se debe a la interaccin de la fuerza centrfuga que se suma a la fuerza de la presin en el primer caso y la contrarresta en el segundo.

4) Disminuye al aumentar el rozamiento. Adems del giro antes descrito, el rozamiento hace que la velocidad del viento disminuya sobre los continentes y sobre todo en la capa ms contigua al suelo. Sobre mar abierto es ms fuerte e uniforme

5) Sobre los continentes es en general ms fuerte de da que de noche debido a la mayor inestabilidad atmosfrica diurna que transmite verticalmente el movimiento.

Incluso despus de tener en cuenta todos esos factores, las influencias orogrficas y trmicas locales pueden modificar bastante el viento sobre tierra. Sin embargo si el gradiente de presin es intenso la influencia de gran escala se deja notar bastante. Con la situacin de nuestro mapa puede predecirse un viento del Suroeste sobre el norte de la pennsula Ibrica y casi con toda seguridad un barco que navegue entre Galicia e Irlanda encontrar vientos del Norte-Noroeste bastante intensos.

En los mapas previstos de los modelos el viento en superficie se calcula de acuerdo a todas las influencias anteriores y tambin la orografa que el modelo incorpora para sus clculos y que no representa perfectamente a la real. Para la misma hora del mapa de superficie anterior el modelo HIRLAM hizo la siguiente prediccin de viento en superficie:



Las flechas sealan la direccin prevista del viento y la velocidad viene dada por la longitud de las flechas de acuerdo al patrn que aparece en el ngulo superior derecho del mapa (una flecha con longitud equivalente a 25 metros por segundo). La verdad es que cuesta bastante ver las flechas pequeas. Los colores de las flechas no se refieren al viento sino a la temperatura prevista en superficie de acuerdo con la escala superior.

Puede verse que el viento del modelo dibuja perfectamente la depresin sobre el Atlntico. En el interior del anticicln a su derecha hay vientos muy flojos, de acuerdo al dbil gradiente de presin y la latitud ms bien alta. El viento en el norte de Espaa y entre Galicia e Irlanda tambin coincide con lo que nos haban contado las isobaras. En el pantano baromtrico al oeste de las islas Canarias hay casi calma.

Sin embargo esa prediccin del HIRLAM como la de otros modelos, o como la que podamos efectuar nosotros mirando las isobaras, est ofreciendo el viento general o viento sinptico previsto. A menudo no coincidir con el viento real que se registre en superficie sobre zonas de tierra o en la costa,  ya que no se recogen adecuadamente influencias tan importantes como las circulaciones mesoescalares de, por ejemplo, las  brisas trmicas costeras o entre valles y montaas ni tampoco otras influencias locales. Con todo y con ello, el mapa de superficie proporciona una informacin fundamental sobre la circulacin atmosfrica general a bajos niveles y sobre la situacin y evolucin de los sistemas de presin que el prximo da podemos comentar con algunos ejemplos.

Este captulo se ha hecho ya largo y tambin hay que dejar para el lunes prximo la representacin de los frentes en superficie que tradicionalmente se incluan en los anlisis, aunque han ido desapareciendo en las representaciones de los modelos. Aprovecho para confesar que aparte de la ayuda de Rayo estoy contando con los valiosos comentarios de Nimbus. Gracias a los dos.

Saludos,
Arcimis.

Desconectado umulogenitus

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Re:Curso de Mapas (3)
« Respuesta #1 en: Martes 23 Septiembre 2003 01:12:39 am »
Que pasada!Que didctico! lo seguir leyendo maana porque ahora me voy a acostar a mi sof-cama, UAAAAHHH !!!
Para este captulo, una vez ms, mi enhorabuena... a Arcimis y cia.  :-*
« ltima modificacin: Martes 23 Septiembre 2003 01:15:32 am por cumulogenitus »

Desconectado CAPITAN TRUENO

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Re:Curso de Mapas (3)
« Respuesta #2 en: Martes 23 Septiembre 2003 03:07:11 am »
Muy Bueno el tema y la didactica grafica.

                                               Saludos.

ufronito

  • Visitante
Re:Curso de Mapas (3)
« Respuesta #3 en: Martes 23 Septiembre 2003 08:37:04 am »
Leido,comprendido y guardado ;D ;D ;D ;D


Saludos

Desconectado Colega

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Re:Curso de Mapas (3)
« Respuesta #4 en: Martes 23 Septiembre 2003 11:11:45 am »
Gracias, esta todo muy bien redactado, felicidades y sigue dandonos temas para aprender mas.

un saludo
La vida es bella. C.Real, capital.

copito blanco

  • Visitante
Re:Curso de Mapas (3)
« Respuesta #5 en: Martes 23 Septiembre 2003 12:53:23 pm »
excelente una vez mas!!!
saludos y enhorabuena.... ;)

Desconectado colmenauer

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Re:Curso de Mapas (3)
« Respuesta #6 en: Martes 23 Septiembre 2003 14:37:53 pm »
Eres un fenmeno Arcimis...Gracias

ASPE

  • Visitante
Re:Curso de Mapas (3)
« Respuesta #7 en: Martes 23 Septiembre 2003 14:42:09 pm »
Muchas gracias.Por el momento lo entiendo todo y eso es de agradecer. Lo guardo en Word y tambien las preguntas y respuestas sobre el tema. Lugo me har un cuadernillo de consulta.

isotacas

  • Visitante
Re:Curso de Mapas (3)
« Respuesta #8 en: Martes 23 Septiembre 2003 17:14:14 pm »
Ok Arcimis, lenguaje sencillo y de facil comprensin, como debe ser.

Saludos

Desconectado meteoviso

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Re:Curso de Mapas (3)
« Respuesta #9 en: Martes 23 Septiembre 2003 18:12:08 pm »
Enhorabuena a los tres,un gran trabajo tanto en los detalles como en los comentarios y explicaciones. ;) ;)
El Viso del Alcor ( Sevilla), a 150mts sobre el nivel del mar, frente a la vega del Guadalquivir

Desconectado qwer

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Re:Curso de Mapas (3)
« Respuesta #10 en: Martes 23 Septiembre 2003 18:13:03 pm »
Gracias por escribir para no-fsicos y gracias tambin a los que hacis preguntas.

Yo tengo bastantes. (Bueno, no quiero abusar..., pero por no preguntar que no sea; y si alguna es un poco rollo de contestar, me puedes contestar en formato "palabras clave").

Muchas gracias.

PREGUNTA 3.1: La "esquina" del anticicln que se ve entre Azores y Madeira, tambin se llama "cua anticiclnica"? o este nombre se reserva slo a las partes del anticln que se orientan hacia "arriba"?
(Y viceversa: las partes alargadas de una borrasca que apunten hacia el norte se llaman tambin "vaguadas"?)


PREGUNTA 3.2: Por qu, si la fuerza de rozamiento tira siempre para atrs, al aadirle al viento geostrfico la fuerza de rozamiento ste se desva hacia las bajas?; es porque la fuerza de rozamiento hace disminuir un poco la fuerza de Coriolis y as la fuerza del gradiente de presin "gana"?

PREGUNTA 3.3; Por qu es ms fuerte el viento, a igualdad de gradiente, en el ecuador que en los polos?, es porque el ecuador gira a ms velocidad que los polos?

Gracias y muchos nimos,
qwer

Desconectado Arcimis

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Re:Curso de Mapas (3)
« Respuesta #11 en: Martes 23 Septiembre 2003 20:14:24 pm »
Qwer, a ver si puedo contestarte un poco, pero animo tambin  a otros foreros para que contesten preguntas que hay mucho sabio por aqu y yo tarde o temprano acabar metiendo la pata en algo..

PREGUNTA 3.1: La "esquina" del anticicln que se ve entre Azores y Madeira, tambin se llama "cua anticiclnica"? o este nombre se reserva slo a las partes del anticln que se orientan hacia "arriba"?
(Y viceversa: las partes alargadas de una borrasca que apunten hacia el norte se llaman tambin "vaguadas"?)


En principio los trminos Vaguada,  Dorsal, se reservan para configuraciones curvas pero no cerradas. Cua tiene un sentido ms de prolongacin en una direccin. Lo que pasa es que por conveniencia o abuso de lenguaje acaban llamndose tambin dorsales a lo que son extensiones de un anticicln principal e incluso vaguadas a los que son extensiones alargadas de una dpresin, aunque esto ltimo es menos corriente. La zona entre Azores y Madeira yo la considerarla simplemente como la parte sur del antcicln.

En cuanto a la orientacin de vaguadas dorsales y cuas no influye en la definicin. La mayora de las vaguadas se extienden hacia el sur (porque la circulacin normal es de oeste a este), pero puede haber vaguadas orientadas hacia el Norte, Este etc. Lo que las define como vaguadas no es su orientacin sino que la presin disminuya en ambos lados hacia un eje interior. Idntica respuesta invirtiendo trminos para dorsales y cuas anticiclnicas.


PREGUNTA 3.2: Por qu, si la fuerza de rozamiento tira siempre para atrs, al aadirle al viento geostrfico la fuerza de rozamiento ste se desva hacia las bajas?; es porque la fuerza de rozamiento hace disminuir un poco la fuerza de Coriolis y as la fuerza del gradiente de presin "gana"?

Se puede dar una una explicacin simple, aunque quiz no muy rigurosa, a partir de lo que tu dices dibujando los vectores: El vector viento geostrfico est por ejemplo dirigido hacia el Este. entonces la fuerza de la presin estar diri gida hacia el norte (desde las altas hacia las bajas presiones en el hemisferio Norte), es decir hacia la izquierda del vector viento. La fuerza de rozamiento como tu dices tira hacia atrs, hacia el Oeste. Esta fuerza se compone con la fuerza de la presin y la resultante apuntar hacia el Noroeste (o con un ngulo un poco ms pequeo). Entonces el equilibrio con la fuerza de Coriolis se alcanza cuando el viento gira a la izquierda (es decir hacia el Noreste) con el mismo ngulo y quedar por tanto girado hacia las bajas presiones.

En el fondo es una explicacin muy parecida a la que has planteado tu. Para una demostracin ms rigurosa hay que recurrir a las matemticas y en este curso est prohibido.


PREGUNTA 3.3; Por qu es ms fuerte el viento, a igualdad de gradiente, en el ecuador que en los polos?, es porque el ecuador gira a ms velocidad que los polos?

Ms bien porque el viento fluye bajo equilibrio entre la fuerza de la presin y la de Coriolis. Al acercarnos al Ecuador  la fuerza de Coriolis (que es proporcional al seno de la latitud) va disminuyendo y se necesita menor gradiente de presin para equlibrarla.

De todas formas, ojo, que esto slo vale para latitudes un poco alejadas del  Ecuador. Justo en el Ecuador la Fuerza de Coriolis es nula ( sen 0 = 0) y la hiptesis geostrfica no tiene sentido (la velocidad del viento sera infinita). El viento en la zona ecuatorial sopla de acuerdo a otras condiciones.